تحلیل روان کاری مخلوط یاتاقان نا هم راستا با در نظر گرفتن آشفتگی
چکیده
بعضی از یاتاقان ها با توجه به سرعت دورانی کم و بار سنگین و عدم هم راستائی به دلیل گرانش شفت در رژیم روان کاری مخلوط بکار می روند. برای یاتاقان های بزرگ، حداکثر ضخامت فیلم(نوار)، بسیار بزرگتر از حداقل ضخامت اسمی فیلم است و آشفتگی ممکن است به طور موضعی توسعه یابد. این مقاله یک روش برای تحلیلروان کاری مخلوط یاتاقان نا هم راستا با توجه به آشفتگی ارائه می دهد. یک معادله میانگین رینولدز ، بر اساس مدل جریان متوسط پیشنهاد شده توسط Patir و Cheng و مدل آشفتگی Ng-Pan، به طور کلی به دست می آید. روش محاسبه با روش تفاضل محدود، ایجاد شده است. نتایج نشان می دهد که آشفتگی، به طور قابل توجهی ضریب اصطکاک را افزایش داده، ضخامت اسمی فیلم را کمی افزایش می دهد، و سرعت انتقال از رژیم روان کاری مخلوط به رژیم روان کاری هیدرودینامیک را کاهش می دهد.
1-مقدمه
یاتاقان ها، بخش های مهمی از سیستم های روتور هستند و روان کاری آنها بر روی قابلیت اطمینان سیستم کلی تاثیر می گذارد. برخی از یاتاقان ها تحت سرعت دورانی کم و شرایط بار سنگین کار می کنند، و حداقل ضخامت فیلم سیال به همان اندازه زبری می باشد. زبری ها و نا هم راستای ها می توانند به صورت موضعی رخ دهند و همچنین یاتاقان بخوبی در رژیم روغن کاری مخلوط عمل می کند. در همین حال، روتورهای پشتیبان یاتاقان و گرانش روتور ممکن است یاتاقان ژورنال را بهم بریزند. درسال های اخیر، بسیاری از تحقیقات مربوط به عملکرد یاتاقان ها در رژیم روان کاری مخلوط [1-6] و یاتاقان هایی با عدم هم راستائی ژورنال می باشد [6-9]. با توجه به تغییر شکل یاتاقان، Kraker و همکاران [10] مدل روان کاری-هیدرودینامیکی کشسان مخلوط را بر اساس معادله میانگین رینولدز پیشنهاد کردند [11]. برای تحلیلیاتاقان های روانکاری مخلوط با شیار جناغی، Han و همکاران [12] یک شکل جدید با شبکه جناغی استفاده شده برای روش های تفاضل محدود را ارائه داده اند. برخی از تحقیقات، تاثیر عدم هم راستائی ژورنال بر رفتار یاتاقان، که قابل چشم پوشی نمی باشد، را اثبات کرده اند. به عنوان مثال، Litwin و همکاران [13] ، تاثیر عدم هم راستائی ژورنال را بر یاتاقان روانکاری - آب را تحلیلکردند و نشان دادند که ظرفیت حمل بار در هنگام افزایش زاویه عدم هم راستائی ژورنال،کاهش می یابد. او و همکارانش [6] ، اثر انحراف ژورنال را بر روی یک یاتاقان روانکاری مخلوط بررسی کردند و استنتاج کردند که انحراف ژورنال سرعت دورانی را افزایش می دهد، که در آن روانکاری مخلوط به روانکاری هیدرودینامیک منتقل می شود. این تحقیق در بالا فرض کرده است که جریان روانکاری، آرام است. با این حال، برای یاتاقان بزرگ با نسبت خروج از مرکز بالا، حداکثر ضخامت فیلم زیاد است و آشفتگی ممکن است به صورت موضعی رخ دهد.
ABSTRACT
Some bearings operate in mixed-lubrication regime due to the low rotational speed and the heavy load and misalign due to shaft's gravity. For large bearings, the maximum film thickness is much larger than minimum nominal film thickness and turbulence may locally develop. This paper proposes an approach to analyze misaligned mixed-lubrication bearing considering turbulence. Based on the average flow model proposed by Patir and Cheng and the Ng-Pan turbulence model, a generalized average Reynolds equation is derived. The calculation procedure is established by finite difference method. The results show that turbulence remarkably increases friction coefficient, slightly increases the minimum nominal film thickness, and decreases the transition speed from mixed-lubrication regime to hydrodynamic lubrication regime.
1. Introduction
Bearings are important parts of rotor systems, and their lubrication behavior affects the reliability of the whole system. Some bearings operate under low rotational speed and heavy load conditions, and the minimum liquid film thickness is on the same order of magnitude as roughness. The asperities contact occurs locally as well, and the bearing operates in mixed lubrication regime. Meanwhile, the bearings supporting rotors and the rotor's gravity may misalign the journal bearing. In recent years, many research concerns bearings operating in mixed lubrication regime [1–6] and bearings with journal misalignment [6–9]. Considering bearing deformation, Kraker et al. [10] proposed a mixed elastohydrodynamic-lubrication model based on the average Reynolds equation [11]. To analyze the mixed lubrication bearings with herringbone-groove, Han et al. [12] presented a new shape with herringbone mesh used for finite difference method. Some research proved the influence of journal misalignment on bearing behavior is non-negligible. For example, Litwin et al. [13] analyzed the influence of journal misalignment on water-lubricated bearings and indicated that the load carrying capacity decreases when journal misalignment angle increases. He et al. [6] investigated the effect of journal deflection on a mixed lubrication bearing and concluded journal deflection increases the rotational speed at which mixed lubrication transits to hydrodynamic lubrication. The research above assumed the lubricant flow is laminar. However, for large bearing with high eccentricity ratio, the maximum film thickness is great and turbulence may locally occur.
چکیده
1-مقدمه
2. مدل سازی
1-2 هندسه یاتاقان نا هم راستا
2-2 مدل عددی
3-2 نیروی برخورد زبری
4-2 ضریب اصطکاک
3- روش عددی و معتبر سازی
1-3 روش عددی
2-3 معتبر سازی
4- نتایج و بحث
5- نتیجه گیری
ABSTRACT
1. Introduction
2. Modeling
2.1. Geometry of misaligned bearing
2.2. Numerical model
2.3. Asperity contact force
2.4. Friction coefficient
3. Numerical procedure and validation
3.1. Numerical procedure
3.2. Validation
4. Results and discussion
5. Conclusions
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه